專利名稱：雙焦距鏡片系及具有該鏡片系的便攜式機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于能在廣角側和望遠側轉換焦距的雙焦點鏡片系以及內藏此鏡片系的便攜式機械。
背景技術：
近幾年來的行動電話(便攜式機械的1個例子)，備有攝影機能的機構漸為普遍，便攜式機械是以攝影鏡片組(光學系)跟CCD(影像傳感器)進行攝影操作。同時，攝影鏡片組也不再是單焦點，而是必須擁有可轉換焦距的光學變焦機能。但是，光學變焦是與便攜式機械所要求的薄型化之間是相互矛盾的，且在鏡片驅動和成本面上會有很多問題要解決。
在此，本發(fā)明并非光學變焦，而是實現(xiàn)可根據(jù)焦距轉換望遠側和廣角側的雙焦點鏡片組。以下所引用的專利公報揭示一些作為轉換替代焦距的光學系的現(xiàn)有技術。
譬如，在特開平8-122637號公報中明確揭示的輔助鏡頭，及特開平7-318803號公報中明確揭示的背面變換鏡片，其因在主鏡片系的像側，有任意切換的裝置，可將焦距變化為望遠側?？墒牵谙駛劝惭b輔助鏡頭等，又要于使用影像傳感器(CCD)時，使確實掌控像側的入射角變?yōu)槔щy。還有，主鏡片系的物體側安裝輔助鏡頭等，亦為公開的技術，不過，這樣的情況，因為輔助鏡頭等的安裝使得鏡片大型化，因此，對便攜式機械的結構而言是不理想的。
此外，特開平5-150192號公報以及特開平7-20367號公報，明確揭示內藏背面變換鏡片于主光學系像側的光軸上的機器做進出類型的光學系。在這個情況，要確保像側的入射角問題改善也是沒有任何的幫助。并且，在特開平6-201993號公報以及特開平7-281092號公報，所揭示的是沿著光軸使之移動的鏡片群來切換焦距的光學系。可是，在此狀況因為必須確保移動鏡片群的距離，光學系的全長會有變長問題，所以是不適宜用在便攜式機械的構成。

發(fā)明內容
本發(fā)明驗證了上述的實情，針對其解決其問題，使本發(fā)明的目的在于提供一種雙焦點鏡片系特別適宜用于攜帶式機械中，而能實現(xiàn)像側的入射角性能并確保小型化，且可以應用于攜帶式機械中。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下一種雙焦距鏡片系，在有兩個焦距的雙焦點鏡頭，其包含第一鏡片群、廣角側第二鏡片群以及望遠側第二鏡片群的三個鏡片群來組成，選擇性地將該廣角側第二鏡片群和該望遠側第二鏡片群的任意一個配置在攝影光軸上，作為焦距的轉換，來構成雙焦點鏡片。
所述的雙焦距鏡片系，該第二鏡片群，以至少有一個非球面存在為特征。
所述的雙焦距鏡片系，該第二鏡片群至少使用一個塑料材質鏡片。
所述的雙焦距鏡片系，該第一鏡片群由至少一枚正透鏡鏡片和一枚負透鏡鏡片所構成。
所述的雙焦距鏡片系，該第1鏡片群的焦距為f1，在該廣角側的鏡片系全體的焦距為fw時，滿足1.0＜f1/fw＜1.4。
所述的雙焦距鏡片系，該望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
一種具有雙焦距鏡片系的攜帶式機械，其包含一在有兩個焦距的雙焦點鏡頭的雙焦距鏡片系，該雙焦距鏡片系包括第一鏡片群、廣角側第二鏡片群以及望遠側第二鏡片群的三個鏡片群來組成，選擇性地將該廣角側第二鏡片群和該望遠側第二鏡片群的任意一個配置在攝影光軸上，作為焦距的轉換，來構成雙焦點鏡片。
所述的雙焦距鏡片系，該第二鏡片群，是以至少有一個非球面存在為特征。
所述的雙焦距鏡片系，該第二鏡片群是至少使用一個塑料材質鏡片。
所述的雙焦距鏡片系，該第一鏡片群是由至少一枚正透鏡鏡片和一枚負透鏡鏡片所構成。
所述的雙焦距鏡片系，該第1鏡片群的焦距為f1，在該廣角側的鏡片系全體的焦距為fw時，滿足1.0＜f1/fw＜1.4。
所述的雙焦距鏡片系，該望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
有關本發(fā)明的雙焦點鏡片系是，在擁有二個不相同的焦距的二焦點鏡片系中，其包含第一鏡片群，廣角側第二鏡片群，望遠側第二鏡片群的三個鏡片群，由于可以選擇性地把廣角側第二鏡片群和望遠側第二鏡片群的任意一個配置在攝影光軸上，使焦距的轉換構成，來作為其特征。
這個鏡片系對于主鏡片系來而言并非附加輔助鏡頭和背面變換鏡片，而是更換主鏡片系的一部分的第二鏡片群來進行焦距的轉換。亦即，主鏡片系是由第一鏡片群和第二鏡片群的二個鏡片群所構成，廣角側是由第一鏡片群和廣角側第二鏡片群組合構成了廣角側主鏡片系，望遠側是由第一鏡片群和望遠側第二鏡片群構成望遠側主鏡片系。因為更換主鏡片系中的部分構成，而能縮短鏡片組的全長。同時，因為更換位于鏡片群里的像側的第二鏡片群，能良好的補正像側的入射角。結果就是，其能提供可確保能實現(xiàn)小型化的像側入射角性的雙焦點鏡片系。
對于本發(fā)明的第二鏡片群，至少要有一個非球面的存在較佳。
由于非球面的原因，而可能將在像側的入射角(TERESENTORICC)補正至良好狀態(tài)。
對于有關本發(fā)明的第二鏡片群，希望至少要有一個鏡片是使用塑料材質。由于采用此塑料材質鏡片的事，可寄予在降低成本上能有所貢獻。同時，也容易進行非球面成形。
有關于本發(fā)明的第一鏡片群，希望至少是由一枚正透鏡鏡片和一枚負透鏡鏡片來構成。由于用正透鏡鏡片跟負透鏡鏡片來構成，能良好補正在第一鏡片群中所發(fā)生的色差。
在本發(fā)明中，第1鏡片群的焦距為f1，在廣角側的鏡片系全體的焦距為fw的時候，希望滿足1.0＜f1/fw＜1.4的條件。
當f1/fw≤1.0時，因為第一鏡片群的屈折力變強，所以偏心敏感度也變高。因為是要替代更換第二鏡片群的構成，所以需要在鏡片設計的階段盡可能預先降低第一鏡片群和第二鏡片群的偏心所造成的敏感度。
f1/fw≥1.4的場合，第二鏡片群的屈折力變大，色收差也惡化變差。
在本發(fā)明中，望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，須滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
當|f2t/ft|≤0.8時，因為第2鏡片群的屈折力變大，切換到望遠側時的色收差會變得不好。并且，如果在第2鏡片群中使用塑料材質鏡片時，對溫度的變化相當敏感而會造成些許影響。
|f2t/ft|≥2.3的場合，第1鏡片群的屈折力變強，而球面收差，彗星像差的收差變得不好。
有關本發(fā)明的雙焦點鏡片系，是特別適宜于行動電話等攜帶式機器的構成。
使用本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提供的一種雙焦點鏡片系特別適宜用于攜帶式機械中，而能實現(xiàn)像側的入射角性能并確保小型化，且可以應用于攜帶式機械中。本發(fā)明中一邊抑制光學系全長，可提供能確保像側的入射角性的雙焦點鏡片系，能實現(xiàn)特別適宜裝載在行動電話等的攜帶式機械中。


圖1A，為實施例1的鏡片構成示意圖。
圖1B，為實施例1的光學系特性數(shù)據(jù)資料示意圖。
圖1C，為實施例1的收差圖標意圖。
圖2A，為實施例2的鏡片構成示意圖。
圖2B，為實施例2的光學系特性數(shù)據(jù)資料示意圖。
圖2C，為實施例2的收差圖標意圖。
圖3A，為實施例3的鏡片構成示意圖。
圖3B，為實施例3的光學系特性數(shù)據(jù)資料示意圖。
圖3C，為實施例3的收差圖標意圖。
圖4A，為實施例4的鏡片構成示意圖。
圖4B，為實施例4的光學系特性數(shù)據(jù)資料示意圖。
圖4C，為實施例4的收差圖標意圖。
圖5A，為實施例5的鏡片構成示意圖。
圖5B，為實施例5的光學系特性數(shù)據(jù)資料示意圖。
圖5C，為實施例5的收差圖標意圖。
圖6，為實施例1、實施例3的非球面系數(shù)示意圖。
圖7，為實施例3的非球面系數(shù)示意圖。
圖8，為實施例4、實施例5的非球面系數(shù)示意圖。
圖9，為實施例1的光線圖標意圖。
主要組件符號說明1光圈2平行平面玻璃3結像面G1 第1鏡片群G2w 廣角側第二鏡片群G2t 望遠側第二鏡片群L1 第一鏡片L2 第二鏡片L3w 第三鏡片(廣角側)L4w 第四鏡片(廣角側)L5w 第五鏡片(廣角側)L3t 第三鏡片(望遠側)L4t 第四鏡片(望遠側)L5t 第五鏡片(望遠側)
具體實施例方式
利用圖式來說明關于本發(fā)明的雙焦點鏡片系最適宜的實施例。在圖1至圖5，顯示從實施例1到實施例5的鏡片構成圖(圖1A至圖5A)，以及光學系特性數(shù)據(jù)(圖1B至圖5B)和，收差圖(圖1C至圖5C)。圖6至圖8，是各實施例的非球面數(shù)據(jù)的示意圖。有關本發(fā)明的雙焦點鏡片系，作為攜帶式機械，特別適宜構成行動電話里內藏的光學系。
關于鏡片組構成圖在圖1A至圖5A所示，將鏡片設定在廣角側(wide)的狀態(tài)以及設定在望遠側(tele)的狀態(tài)的光學系配置。有關實施例1的雙焦點鏡片系，如在廣角側被設定時，沿著光軸從物體側按順序，光圈1，第一鏡片L1，第二鏡片L2，第三鏡片L3w，第四鏡片L4w，平行平面玻璃2，結像面3而配置。以第一鏡片L1和第二鏡片L2組構成第一鏡片群G1，以第三鏡片L3w和第四鏡片L4w組構成廣角側第二鏡片群G2w。第一鏡片群G1，是在廣角側和望遠側的任一個中使用的鏡片群。
如果在望遠側做好設定，廣角側的二鏡片群G2w可以跟望遠側的第二鏡片群G2t做替換。望遠側第二鏡片群G2t，是根據(jù)第三鏡片L3t和第四鏡片L4t被構成。即，攝影光軸上選擇性地配置廣角側第二鏡片群G2w和望遠側第二鏡片群G2t的任意一個來構成。再者，w是表示廣角側，t是表示望遠側。
關于第二鏡片群的鏡片數(shù)在實施例1和實施例4是相同的。在實施例2，廣角側第二鏡片群G2w是由三枚鏡片所構成，而望遠側第二鏡片群G2t則是由二枚鏡片所構成，實施例5也是一樣。而實施例3的廣角側和望遠側的第二鏡片群都是由三枚鏡片所構成。
在各實施例中，第一鏡片群G1，從物體側開始按順序依正透鏡鏡片和負透鏡鏡片來構成。根據(jù)上述的構成，能良好補正在第一鏡片群G1中所發(fā)生的色差。再者，在全部的實施例中第一鏡片群G1是由二枚鏡片所構成，不過，如果CCD的畫素要提高時，也可由三枚以上的鏡片來構成以達到期望的光學特性。
在第二鏡片群2Gw，2Gt，希望至少有一個非球面的存在。為了將一邊抑制全長的像側的入射角性做良好補正，以非球面的成形可以有效地進行。再者，在全部的實施例中，第二鏡片群2Gw，2Gt的全部的面都被作為非球面(參照圖6至圖8)。同時，在第二鏡片群2Gw、2Gt中的鏡片中可至少要有一枚是塑料材質鏡片。由于使用塑料材質鏡片，可寄予在成本降低上有所貢獻。同時，因為在本實施例中，全部的面都是由非球面所構成，希望全部的鏡片都是由塑料材質來形成。
平行平面玻璃2，擁有紅外線阻斷濾光片(cut filter)的機能。在結像面3，配置CCD等的畫像讀取手段。
關于鏡片各元件 收差圖的說明說明關于圖1B至圖5B，在各圖的最上方作為鏡片組諸元因素，焦距f、F NUMBER以及畫角2ω被表示著。這些的數(shù)值因為廣角側和望遠側會有所差異，而由w跟t來做識別。在下面的表中，S，1，2···9是，表示從物體側開始按順序的面的編號(但是S是表示光圈)。再者，因為第一鏡片L1和第二鏡片L1，是被相黏合的，所以關于第二面，是雙方共同擁有的面。r是表示著在近軸上的曲率半徑(mm)。在實施例1中的第八面和第九面，因為是平行平面玻璃，所以全都為∞。d是表示面間隔(mm)的數(shù)據(jù)。nd是表示各鏡片及平行平面玻璃的折射率，vd是表示各鏡片及平行平面玻璃的阿比(abba)數(shù)。
在實施例1中，在廣角側跟望遠側的曲率半徑r，面間隔d，折射率nd，阿比數(shù)vd因為與廣角面第二鏡片群2Gw和望遠側第二鏡片群2Gt有差異所以分開表示。同時，第一鏡片群G1焦距以f1，望遠側第二鏡片群G2t的焦距以f2t來表示。
圖1C至圖5C是表示關于廣角側和望遠側的球面收差、非點收差以及歪曲收差的圖。不管是哪一個圖都是關于d線的數(shù)據(jù)，關于非點收差是表示著關于SAGETAL像面(S)的數(shù)據(jù)和有關MERIGEONAL像面(M)的數(shù)據(jù)。
以下將說明圖6與圖8的非球面形狀。非球面形狀是以、A，B，C，D，E，F(xiàn)，G為非球面系數(shù)、從光軸的高H的位置的光軸方向的變位X作為面頂點為基準來表示、下列算式則會成立X＝(1/R)H2/[1+{1-(1+K)(H/R)2}1/2]+AH4+BH6+CH8+DH10+EH12+FH14+GH16
R為近軸曲率半徑、K為圓錐系數(shù)。非球面系數(shù)的E-03等的標記是10-3的意思。
在本發(fā)明中，第一鏡片群G1焦距為f1，廣角側的透鏡系全體G2w的焦距為fw的時候，希望滿足1.0＜f1/fw＜1.4的條件式。
當f1/fw≤1.0時，因為第一鏡片群G1的屈折力變強，所以偏心敏感度也變高。因為是要替代更換第二鏡片群G2的構成，所以需要在鏡片設計的階段盡可能預先降低因為第一鏡片群G1和第二鏡片群G2的偏心所引起的敏感度。
f1/fw≥1.4的場合，第二鏡片群G2w的屈折力變大，色差也惡化變差。
在本發(fā)明中，望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體G2t的焦距為ft時，希望可以滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
在|f2t/ft|≤0.8時，因為第二鏡片群G2t的屈折力變大，切換為望遠側時色差會變得不好。而且，如果在第二鏡片群G2t使用了塑料材質鏡片時，會變得很容易接受溫度變化的影響。
當|f2t/ft|≥2.3時，第一鏡片群G1的屈折力變強，球面收差，彗星像面收差則變差。把以上的幾點做成表來歸結的話，如表1所示。
表1

關于實施例1～5，將d(面間隔)的總和想成光學系全長(但是，平行平面玻璃的部分改為空氣換算距離)來考量的話，會如表2所示。
表2

從表2也可明白，不管是廣角側和望遠側的任意一個要裝載在行動電話是要適宜的大小。
表3

表3表示關于在各實施例最周邊像高的主光線入射到像面的入射角度。只有關于在此之中的實施例1在圖9用光線圖做表示。如果用CCD時，希望入射角度要在25°以下，而在本發(fā)明的場合全部的實施例都是在22°以下。因此，可以確保住被認為是必要的入射角性。
如上所述，一邊抑制光學系全長，可提供能確保像側的入射角性的雙焦點鏡片系，能實現(xiàn)特別適宜裝載在行動電話等的攜帶式機械中。
在本發(fā)明中，為了轉換變更第二鏡片群的機械，不是限定在被特定的構造的東西，也能采用其它任意的構造。譬如，可采用先舉出了在以前技術明確揭示的構造。
權利要求
1.一種雙焦距鏡片系，在有兩個焦距的雙焦點鏡頭，其特征在于其包含第一鏡片群、廣角側第二鏡片群以及望遠側第二鏡片群的三個鏡片群來組成，選擇性地將該廣角側第二鏡片群和該望遠側第二鏡片群的任意一個配置在攝影光軸上，作為焦距的轉換，來構成雙焦點鏡片。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第二鏡片群，以至少有一個非球面存在為特征。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第二鏡片群至少使用一個塑料材質鏡片。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第一鏡片群由至少一枚正透鏡鏡片和一枚負透鏡鏡片所構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第1鏡片群的焦距為f1，在該廣角側的鏡片系全體的焦距為fw時，滿足1.0＜f1/fw＜1.4。
6.根據(jù)權利要求1所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
7.一種具有雙焦距鏡片系的攜帶式機械，其特征在于其包含一在有兩個焦距的雙焦點鏡頭的雙焦距鏡片系，該雙焦距鏡片系包括第一鏡片群、廣角側第二鏡片群以及望遠側第二鏡片群的三個鏡片群來組成，選擇性地將該廣角側第二鏡片群和該望遠側第二鏡片群的任意一個配置在攝影光軸上，作為焦距的轉換，來構成雙焦點鏡片。
8.根據(jù)權利要求7所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第二鏡片群，是以至少有一個非球面存在為特征。
9.根據(jù)權利要求7所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第二鏡片群是至少使用一個塑料材質鏡片。
10.根據(jù)權利要求7所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第一鏡片群是由至少一枚正透鏡鏡片和一枚負透鏡鏡片所構成。
11.根據(jù)權利要求7所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該第1鏡片群的焦距為f1，在該廣角側的鏡片系全體的焦距為fw時，滿足1.0＜f1/fw＜1.4。
12.根據(jù)權利要求7所述的雙焦距鏡片系，其特征在于該望遠側第二鏡片群的焦距為f2t，在望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種特別適宜于便攜式機械，而能確保小型化且能實現(xiàn)像側的TERESENTORICC性的雙焦點透鏡系，在有二個不同的焦距的雙焦點鏡片系中，由于有第一鏡片群G1，廣角側第二鏡片群G2w，望遠側第二鏡片群G2t的三個鏡片，在攝影光軸上選擇性地配置廣角側第二鏡片群G2w和望遠側第二鏡片群G2t的任意一個來轉換焦距。第一鏡片群G1焦距為f1，在廣角側的鏡片系全體的焦距為fw時，滿足1.0＜f1/fw＜1.4的條件。在望遠側第2鏡片群的焦距為f2t，望遠側的鏡片系全體的焦距為ft時，滿足0.8＜|f2t/ft|＜2.3的條件式。
文檔編號G02B13/18GK1979223SQ200510127519
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月5日 優(yōu)先權日2005年12月5日
發(fā)明者野田小百合 申請人:大立光電股份有限公司